Radionuclide therapy has been continued for treatment of incurable diseases for past decades. Relevant evaluation of absorbed dose in radionuclide therapy is important to predict treatment output and essential for making treatment planning to prevent unexpected radiation toxicity. Many scientists in the field related with nuclear medicine have made effort to evolve concept and technique for internal radiation dosimetry in this review, basic concept of internal radiation dosimetry is described and recent progress in method for dosimetry is introduced.
The paper discusses results of recent international intercomparison exercises on internal dose assessments, status of up to date internal dosimetry methods and the radiological legislation developed and implemented in Korea, European Union and Ukraine. The system of radiation protection in Korea is based on the Korean Atomic Energy Regulatory Enforcement on Safety Standards (Ministry Notice No. 2001-2). The notice is based on the recommendations in ICRP Publication 60 (1990) and IAEA Basic Safety Standards (1996). But the full implementation of the notice by the end of the year 2002 is not required because of the socio-economic situation and inexperience in internal radiation dosimetry Regulatory framework for internal radiation dosimetry is under development toward the full implementation of the notice from January 1, 2003. The system of radiation protection in Ukraine is based on the National radiation protection regulatory code NRBU-97. The code was developed and adopted in 1998 and replaced the Regulations of Former Soviet Union. The document is based on the ICRP Publication 60, Euratom Directive 96/29 and IAEA Basic Safety Standards (1996). The transitional period of 5 years (effected till January 2003) is established for implementation of all requirements of this new regulation. The system of radiation protection in the European Community is based on the Council Directive 96/29/Euratom, adopted in 1996 and enforced from 13 May 2000. Directive 96/29/Euratom has the status of the European law.
Medical internal radiation dosimetry (MIRD) is an important part of nuclear medicine research field using therapeutic radioisotope. There have been many researches using MIRD for the development of new therapeutic approaches including radiopharmaceutical, clinical protocol, and imaging techniques. Recently, radionuclide therapy has been re-focused as new solution of intractable diseases, through to the advances of previous achievements. In this article, the basic concepts of radiation and internal radiation dosimetry are summarized to help understanding MIRD and its application to clinical application.
Exponential growth has been observed in nuclear medicine procedures worldwide in the past decades. The considerable increase is attributed to the advance of positron emission tomography and single photon emission computed tomography, as well as the introduction of new radiopharmaceuticals. Although nuclear medicine procedures provide undisputable diagnostic and therapeutic benefits to patients, the substantial increase in radiation exposure to nuclear medicine patients raises concerns about potential adverse health effects and calls for the urgent need to monitor exposure levels. In the current article, model-based internal dosimetry methods were reviewed, focusing on Medical Internal Radiation Dose (MIRD) formalism, biokinetic data, human anatomy models (stylized, voxel, and hybrid computational human phantoms), and energy spectrum data of radionuclides. Key results from many articles on nuclear medicine dosimetry and comparisons of dosimetry quantities based on different types of human anatomy models were summarized. Key characteristics of seven model-based dose calculation tools were tabulated and discussed, including dose quantities, computational human phantoms used for dose calculations, decay data for radionuclides, biokinetic data, and user interface. Lastly, future research needs in nuclear medicine dosimetry were discussed. Model-based internal dosimetry methods were reviewed focusing on MIRD formalism, biokinetic data, human anatomy models, and energy spectrum data of radionuclides. Future research should focus on updating biokinetic data, revising energy transfer quantities for alimentary and gastrointestinal tracts, accounting for body size in nuclear medicine dosimetry, and recalculating dose coefficients based on the latest biokinetic and energy transfer data.
Internal dosimetry is a discipline which brings together a set of knowledge, tools and procedures for calculating the dose received after incorporation of radionuclides into the body. Several steps are necessary to calculate the committed effective dose (CED) for workers or members of the public. Each step uses the best available knowledge in the field of radionuclide biokinetics, energy deposition in organs and tissues, the efficiency of radiation to cause a stochastic effect, or in the contributions of individual organs and tissues to overall detriment from radiation. In all these fields, knowledge is abundant and supported by many works initiated several decades ago. That makes the CED a very robust quantity, representing exposure for reference persons in reference situation of exposure and to be used for optimization and assessment of compliance with dose limits. However, the CED suffers from certain limitations, accepted by the International Commission on Radiological Protection (ICRP) for reasons of simplification. Some of its limitations deserve to be overcome and the ICRP is continuously working on this. Beyond the efforts to make the CED an even more reliable and precise tool, there is an increasing demand for personalized dosimetry, particularly in the medical field. To respond to this demand, currently available tools in dosimetry can be adjusted. However, this would require coupling these efforts with a better assessment of the individual risk, which would then have to consider the physiology of the persons concerned but also their lifestyle and medical history. Dosimetry and risk assessment are closely linked and can only be developed in parallel. This paper presents the state of the art of internal dosimetry knowledge and the limitations to be overcome both to make the CED more precise and to develop other dosimetric quantities, which would make it possible to better approximate the individual dose.
The use of iodine S values derived using the International Commission Radiological Protection (ICRP) phantoms may introduce significant bias in internal dosimetry for Koreans due to anatomical variability. In the current study, we produced an extensive dataset of Korean S values for selected five iodine radioisotopes (I-125, I-129, I131, I-133, and I-134) for use in radiation protection. To calculate S values, we implemented Monte Carlo simulations using the Mesh-type Reference Korean Phantoms (MRKPs), developed in a high-quality/fidelity mesh format. Noticeable differences were observed in S value comparisons between the Korean and ICRP reference phantoms with ratios (Korean/ICRP) widely ranging from 0.16 to 6.2. The majority of S value ratios were lower than the unity in Korean phantoms (interquartile range = 0.47-1.28; mean = 0.96; median = 0.69). The S values provided in the current study will be extensively utilized in iodine internal dosimetry for Koreans.
원전에서 발생하는 방사성핵종 중에서 방사선작업종사자와 원전주변에 거주하는 일반인에 대한 피폭방사선량평가 측면에서 중요한 핵종 중에 하나가 삼중수소이다. 삼중수소는 인간의 체내로 섭취되어 내부피폭을 일으킨다. 원전 종사자 전체 피폭방사선량의 약 7%, 원전주변 일반인 피폭방사선량의 약 60-90%가 삼중수소에 의한 피폭으로 발생하고 있다. 이에 따라 국내외 연구소에서는 삼중수소에 대한 정확한 피폭방사선량 평가를 위해 많은 연구를 진행하고 있다. 본 논문은 삼중수소의 인체대사모델과 피폭방사선량 평가와 관련한 국내외 연구개발 동향을 정리하였고, 현안사항을 정리하였다.
방사선방호 신개념(ICRP-60)이 국내에서 법제화되어 2003년부터 시행됨에 따라 원자력발전소에 대한 보다 엄격해진 방사선방호 기준이 적용되고 있다 특히, 중수로 원자력발전소의 경우 $^{14}C$와 삼중수소로 인한 방사선작업종사자에 대한 방사선 위해가 경수로 원자력발전소보다 상대적으로 의기 때문에 작업종사자의 내부피폭 선량을 정확하게 측정하고 평가하여 내부피폭을 예방하는 노력이 필요하다. 본 보고서에는 중수로 원자력발전소에서 발생된 $^{14}C$의 체내 흡입으로 인한 방사선 작업종사자의 내부피폭 선량평가 방법을 정립하기 위해 예비적으로 $^{14}C$로 인한 인체대사모델을 분석하였고 $^{14}C$에 대한 내부피폭 선량평가 방법을 기술하였다.
Radionuclide therapy has been an important field in nuclear medicine. In radionuclide therapy, relevant evaluation of Internally absorbed dose is essential for the achievement of efficient and sufficient treatment of incurable disease, and can be accomplish by means of accurate measurement of radioactivity in body and its changes with time. Recently, the advances of nuclear medicine imaging and multi modality imaging processing techniques can provide change of more accurate and easier measurement of the measures commented above, in cooperation of conventional imaging based approaches. in this review, basic concept for internal dosimetry using nuclear medicine imaging is summarized with several check points which should be considered In real practice.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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